[发明专利]一种采用新型电吸附技术处理焦化/兰炭废水的方法

说明书

一种采用新型电吸附技术处理焦化/兰炭废水的方法，以低变质烟煤(长焰煤、弱粘煤或不粘煤)为主要原料制备的煤基多孔电极材料作为阴极和阳极，活性炭或者活性焦为粒子电极，在三维体系下，利用煤基电极和活性炭在一定电场压力的作用下的吸附、电催化氧化对焦化/兰炭废水中的污染物进行处理。本发明将以我国资源储量丰富的低变质烟煤为原料制备的煤基电吸附材料应用于焦化/兰炭废水的常规处理中，处理成本低，经济效益显著，对我国焦化、兰炭行业的技术进步与节能减排具有重要的现实意义，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于化工、冶金工业废水综合治理技术领域，具体涉及一种采用新型电吸附技术处理焦化/兰炭废水的方法。

背景技术

焦化/兰炭废水主要来源于煤干馏过程中煤气净化与化工产品精制工段，所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。NH₃-N浓度高、焦油含量大、可生化性差，使得此废水的处理具有很大的难度和复杂性。目前传统的焦化废水处理主要是采用加清水稀释后进行生化法处理，成本昂贵，处理效果较差。

现有的焦化/兰炭废水处理方法主要可分为以下五类。第一类是生物强化技术，利用向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质，提高废水处理系统的处理能力。朱希坤等采用该技术处理焦化废水，结果表明比常规生化系统处理水的COD、氰化物、总氮的平均去除率分别提高了16.1％，12.3％、12.2％。

第二类是生物流化床技术，以砂、焦炭、活性炭这类颗粒材料为载体，水流自下向上流动，使载体处于流化状态，在载体表面生长、附着生物膜。吴洪英等采用生物流化床处理焦化废水，结果表明当进水的氨氮浓度小于500mg/L、COD_Cr浓度小于2000mg/L时，氨氮去除率可达97％以上，COD_Cr去除率85％以上。

第三类是固定化微生物技术，通过化学或物理手段将游离的微生物固定在载体上使其高度密集，并使其保持活性反复利用。黎兵等利用活细胞固定化技术与化学沉淀技术组合处理焦化废水，氨氮、COD总去除率分别为96.6％、98.1％。

第四类是生物脱氮技术，利用厌氧+缺氧/好氧(A-A/O)和序批式间歇反应器(SBR)工艺对焦化废水进行处理。闵启林等研究表明，采用SHARON-ANAMMOX组合工艺的要求下处理焦化废水，得到氨氮的去除率为99.75％,COD的去除率也大于90％。

第五类是化学技术，主要是利用催化氧化的方法对焦化废水进行处理。刘红等采用催化氧化-混凝技术处理焦化废水，研究表明废水的COD从1173mg/L降至38.2mg/L，去除率达96.7％。

另外，针对焦化/兰炭废水的处理，也有一些专利技术公开。上海宝汇环境科技有限公司公开了“一种焦化废水处理剂、制备方法及处理方法”(CN201710103289.3)，主要特征是通过不同规格组合的活性炭来提升吸附效率，活性炭A吸附长链芳烃、多环芳烃等大分子有机污染物，而活性炭B主要吸附单苯环芳香族化合物及一些分子量较小的有机物，这样在活性炭成分中形成了活性炭A/活性炭B吸附互补作用。江苏维尔利环保科技股份有限公司公开了“基于射流生化反应器的焦化废水处理方法”(CN201610755788.6)，主要特征是采用了高效生化器处理工艺和膜深度处理工艺结合，通过外置式超滤截留活性污泥，与前置反硝化处理、生化反应器以及后置反硝化处理工艺A/O/A共同构成MBR工艺。王连勇等人公开了“焦化废水处理方法”(CN201611092732.3)，首先利用烟道气对焦化废水进行预处理，把烟气脱硫、CO₂回收利用和焦化废水处理三者有机结合，同时获得化肥；其次，将预处理后的排水与高炉煤气洗涤水进行联合处理，以生物接触氧化法对其进行脱酚和氰化物处理；最后采用曝气生物过滤和反渗透法对生化处理后的排水进行深度处理。整个过程投入药剂少，运行成本低，出水全部进行回用，属于一种回用与“零”排放的新技术。这些方法与本案技术所采用的原理、工艺均有较大区别。